Index of /rozprawy2/10786

Pełen tekst

(1)Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska Katedra Geofizyki. Rozprawa doktorska. Określenie potencjału zbiornikowego skał osadowych wieku prekambryjskiego i paleozoicznego na podstawie wyników badań laboratoryjnych i profilowań geofizyki otworowej. Paulina Krakowska. promotor: prof. dr hab. inż. Jadwiga Jarzyna. Kraków 2014.

(2) Moim Rodzicom.

(3) Spis treści. Spis treści. 1. Wstęp…………………………………………………………………………………..1 1.1.. Wprowadzenie………………………………………………………………….1. 1.2.. Tezy pracy……………………………………………………………………...3. 2. Materiał badawczy……………………………………………………………………5 2.1.. Próbki geologiczne z rdzeni wiertniczych……………………………………...5 2.1.1. Charakterystyka litologiczna i stratygraficzna próbek geologicznych…….5 2.1.2. Charakterystyka litostratygraficzna próbek geologicznych………………11. 2.2.. Wyniki profilowań geofizyki otworowej……………………………………..17. 3. Badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych………………………20 3.1.. Standardowe badania laboratoryjne…………………………………………..20 3.1.1. Wyniki standardowych badań laboratoryjnych…………………………...22 3.1.2. Interpretacja wyników standardowych badań laboratoryjnych…………..27. 3.2.. Porozymetria rtęciowa………………………………………………………...31 3.2.1. Wyniki badań porozymetrii rtęciowej…………………………………….32 3.2.2. Interpretacja wyników porozymetrii rtęciowej…………………………...35. 3.3.. Magnetyczny rezonans jądrowy w petrofizyce……………………………….49 3.3.1. Wyniki badań magnetycznego rezonansu jądrowego…………………….50 3.3.2. Interpretacja wyników badań magnetycznego rezonansu jądrowego…….55 3.3.3. Oszacowanie przepuszczalności na podstawie modeli związanych z parametrami uzyskanymi z NMR………………………………………...64. 3.4.. Komputerowa mikrotomografia rentgenowska……………………………….73 3.4.1. Wyniki badań komputerowej mikrotomografii rentgenowskiej………….75 3.4.2. Interpretacja wyników badań komputerowej mikrotomografii rentgenowskiej……………………………………………………………79. 3.5.. Badania własności wytrzymałościowych i odkształceniowych skał………….89 3.5.1. Wyniki badań skał w warunkach jednoosiowego ściskania……………...90 3.5.2. Interpretacja wyników badań skał w warunkach jednoosiowego ściskania…………………………………………………………………..94. 3.6.. Analiza pirolityczna Rock-Eval………………………………………………96 3.6.1. Wyniki analizy pirolitycznej metodą Rock-Eval…………………………97 3.6.2. Interpretacja wyników analizy pirolitycznej metodą Rock-Eval…………99 iii.

(4) Spis treści. 3.7.. Połącznie wyników badań laboratoryjnych parametrów petrofizycznych…..100. 3.8.. Konstrukcja modeli skał na podstawie wyników badań laboratoryjnych…...113. 3.9.. Symulacja przepływu płynu przez przestrzeń porową skał i estymacja przepuszczalności przy użyciu wyników komputerowej mikrotomografii rentgenowskiej i modelowania opartego na fizycznych podstawach mechaniki płynów…………………………………………………………………………...120. 4. Interpretacja wyników profilowań geofizyki otworowej………………………...127 4.1.. Porównanie wyników badań laboratoryjnych na rdzeniach wiertniczych i profilowań geofizyki otworowej………………………………………………...127. 4.2.. Analiza wyników profilowań geofizyki otworowej…………………………127 4.2.1. Analiza statystyczna wyników profilowań geofizyki otworowej……….128 4.2.2. Połączenie wyników profilowań geofizyki otworowej i badań laboratoryjnych na rdzeniach wiertniczych……………………………..135. 4.3.. Występowanie interwałów o podwyższonej zawartości materii organicznej, wyznaczonych metodą Passeya…………………………………………………150. 5. Podsumowanie i wnioski…………………………………………………………...156 Literatura…………………………………………………………………………...161 Podziękowania……………………………………………………………………...170 Wykaz ważniejszych oznaczeń…………………………………………………….171 Spis figur……………………………………………………………………………175 Spis tabel……………………………………………………………………………181. iv.

(5) 1. Wstęp. 1. Wstęp. Skały osadowe wieku prekambryjskiego i paleozoicznego są obiektem badań naukowych w aspekcie analiz basenów sedymentacyjnych lub rozpoznania budowy litosfery (BakunCzubarow, 1984; Jaworowski & Mikołajewski, 2007; Kotarba, 2010). Skały te, podobnie jak inne formacje, mogą być także analizowane pod kątem cech zbiornikowych oraz własności sprężystych, wykorzystywanych w poszukiwaniach węglowodorów, wód pitnych i geotermalnych oraz ocenie przydatności skał do gromadzenia CO2. Skały osadowe wieku prekambryjskiego i paleozoicznego mogą wykazywać potencjał zbiornikowy, który w wymienionych powyżej zastosowaniach, jest kluczowym parametrem formacji skalnych. Obecnie, przedmiotem intensywnych badań są twarde, zbite formacje piaskowcowe i piaskowcowo-zlepieńcowe czerwonego spągowca, stanowiące potencjalne skały zbiornikowe dla medium porowego typu tight gas (Kiersnowski et al., 2010; Matyasik & Słoczyński, 2010), oraz łupki, które stanowią przedmiot najbardziej ciekawych badań i analiz ropy lub gazu zamkniętego w mikroporach – shale gas (Poprawa & Kiersnowski, 2008; Poprawa, 2010; Bieleń & Matyasik, 2013). W. pracy. doktorskiej. przedstawiono. szczegółową. analizę. skał. starszych,. paleozoicznych i prekambryjskich pod kątem ich potencjału zbiornikowego.. 1.1. Wprowadzenie. W ramach pracy przeprowadzono badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych z wykorzystaniem dostępnej aparatury pomiarowej, zarówno standardowej, jak i nowoczesnej, oraz. dokonano. uwzględnieniem. kompleksowej własności. analizy. zbiornikowych. parametrów i. fizycznych. sprężystych. skał. ze. szczególnym. osadowych. wieku. prekambryjskiego i paleozoicznego. Wyniki badań laboratoryjnych, połączone z wynikami profilowań geofizyki otworowej i ich kompleksowej interpretacji stanowią podstawę do utworzenia modeli utworów starszych wiekiem i głęboko zalegających, zwięzłych, twardych, o niskiej porowatości i przepuszczalności, jednak będących potencjalnymi skałami zbiornikowymi. Wielowymiarowe. korelacje. między. wyznaczonymi. parametrami,. w. szczególności. zbiornikowymi i sprężystymi, pozwalają zaproponować rozwiązania ilościowe i liczbowo scharakteryzować badane formacje. 1.

(6) 1. Wstęp. Na materiał badawczy składały się próbki geologiczne pochodzące z rdzeni wiertniczych, spełniające kryteria głębokości (większa niż 3000 m), wieku (paleozoik lub prekambr) oraz litologii (piaskowce, mułowce lub węglany). W konsekwencji większość wybranego materiału pochodziła z głębokich otworów wiertniczych. Materiał badawczy do badań laboratoryjnych podzielono, starając się optymalnie dobrać jego masę i kształt prób do odpowiednich analiz. Celem pracy było znalezienie zależności między wielkościami parametryzującymi cechy zbiornikowe i sprężyste skał. Założono, że badanie związków pomiędzy wyselekcjonowanymi parametrami nie będzie opierało się na identyfikacji formacji pod względem wieku i położenia regionalnego, natomiast będzie skupione na doborze cech, które powinny być wzajemnie połączone. Intuicyjnie stwierdzono, że zbiory cech są zróżnicowane w skałach klastycznych i węglanowych. Proponowane podejście jest najbliższe tworzeniu cyfrowych modeli skał (ang. Digital Rock Physics). W pracy zaniechano uwzględnianie regionalizacji materiału badawczego. W przypadku skał osadowych wieku prekambryjskiego i paleozoicznego zastosowanie jedynie standardowych metod badań laboratoryjnych porowatości i przepuszczalności nie daje oczekiwanych wyników. Zakresy standardowych przyrządów nie pozwalają na poprawne wyznaczenie niskiej porowatości ogólnej (dokładność pomiarowa – 1,3%) i niskiej przepuszczalności fizycznej (poniżej 0,01 mD). Dlatego archiwalne wyniki badań laboratoryjnych miały ograniczoną przydatność przy wykonanych analizach. Do celów pracy wykonano badania laboratoryjne na próbkach skalnych oraz wykorzystano wyniki profilowań geofizyki otworowej. Do nowoczesnych pomiarów laboratoryjnych należały badania z wykorzystaniem zjawiska magnetycznego rezonansu jądrowego oraz komputerowa mikrotomografia rentgenowska. W ramach standardowych badań laboratoryjnych wykonano pomiary gęstości objętościowej i mineralogicznej, oporności przy zmiennym nasyceniu przestrzeni porowej wodą złożową, parametru porowatości, współczynników cementacji (m) i zwilżalności (n), zawartości pierwiastków promieniotwórczych oraz materii organicznej, prędkości fali P i S oraz składu mineralnego. Osobną grupę badań laboratoryjnych tworzyły pomiary statycznych parametrów sprężystych. Parametry. zbiornikowe:. porowatość. i. przepuszczalność. były. zasadniczym. przedmiotem analiz, decydującym o potencjale zbiornikowym skały. Porowatość ogólną i efektywną wyznaczono z użyciem porozymetru rtęciowego, magnetycznego rezonansu jądrowego. ora. mikrotomografii. komputerowej.. Ocenę. przepuszczalności. fizycznej. przeprowadzono z użyciem przepuszczalnościomierza oraz modelowania opartego na 2.

(7) 1. Wstęp. fizycznych. podstawach. mechaniki. płynów. w. ujęciu. równania. Naviera-Stokesa,. wykorzystując wyniki z mikrotomografu komputerowego. Badania laboratoryjne na próbkach skał są metodami bezpośrednimi i jest to ich największa zaleta. Jednak, badania te mają charakter punktowy, co jest znaczną przeszkodą przy uzyskaniu wiarogodnych zależności dla skał niejednorodnych. Zatem, zwykle nie są reprezentatywne w stopniu, jakiego oczekuje się dla podania wiarogodnych relacji statystycznych i konstrukcji modelu skały zbiornikowej o wysokiej wiarogodności. W celu poszerzenia punktowych informacji z badań laboratoryjnych wykorzystano wyniki profilowań geofizyki otworowej, głównie archiwalne. Ich przetworzenie i interpretacja dostarczyły danych o parametrach skał w warunkach ich naturalnego występowania (ciśnienia i temperatury). Połączenie wyników badań laboratoryjnych i geofizyki otworowej było istotne, mimo iż otwory wiertnicze, z których pochodzą próbki skalne, były wiercone głównie w latach 80. i 90. Próbki były przechowywane w stanie powietrzno-suchym, co wpłynęło na ich stan, jednakże nie wpłynęło znacząco na parametry zbiornikowe. Opracowanie trendów zmian parametrów zbiornikowych i sprężystych na podstawie wyników nowoczesnych technik laboratoryjnych i porównanie ich z trendami opracowanymi na podstawie danych geofizyki otworowej umożliwiło wiarogodną ekstrapolację wyników punktowych. Uzyskane wyniki są bazą do modelowania skał na podstawie wybranych danych, nowego podejścia w badaniach własności skał. Połączenie wyników badań laboratoryjnych i profilowań geofizyki otworowej dało możliwość. opracowania. spójnej. metodyki. badania. skał. niskoporowatych. oraz. niskoprzepuszczalnych. Eliminacja badań niedostarczających satysfakcjonujących wyników i włączenie niestandardowych usprawniło analizy, a także dostarczyło lepszych wyników. Interpretacja wyników badań laboratoryjnych oraz profilowań geofizyki otworowej pozwoliła odpowiedzieć na pytanie o potencjale zbiornikowym skał osadowych wieku prekambryjskiego i paleozoicznego.. 1.2. Tezy pracy. Podstawowe tezy pracy zostały sformułowane następująco:. 1. Analiza parametrów petrofizycznych skał osadowych wieku prekambryjskiego i paleozoicznego pozwala na szczegółowe wyznaczenie trendów ich zmian 2. Korelacje między parametrami zbiornikowymi i sprężystymi skał starszych są 3.

(8) 1. Wstęp. podstawą do zaproponowania podejścia matematycznego i liczbowego określenia związków 3. Połączenie wyników magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR), porozymetrii rtęciowej oraz komputerowej mikrotomografii rentgenowskiej (micro-CT) umożliwia szczegółową charakterystykę przestrzeni porowej skał 4. Skały starsze mogą wykazywać potencjał zbiornikowy, dając nowe możliwości poszukiwawcze dla węglowodorów i wód geotermalnych Postawione tezy zostały potwierdzone wynikami przeprowadzonych analiz.. 4.

(9) 2. Materiał badawczy. 2. Materiał badawczy. Materiał badawczy stanowiły próbki geologiczne skał prekambryjskich i paleozoicznych, pochodzące z rdzeni wiertniczych, oraz wyniki profilowań geofizyki otworowej.. 2.1. Próbki geologiczne z rdzeni wiertniczych. Dobór próbek skalnych był związany ze spełnieniem następujących kryteriów: 1) głębokość pobrania rdzenia wiertniczego większa niż 3000 m, 2) wiek skały – paleozoik lub prekambr, 3) litologia – skały osadowe klastyczne (piaskowce, mułowce) lub węglanowe (wapienie i dolomity), 4) możliwość poboru fragmentu rdzenia o wymiarach: 0,1 m długości i ¼ średnicy rdzenia, potrzebnego do wykonania wszystkich zaplanowanych analiz. Otrzymano zgodę na wykorzystanie materiału do celów badawczych od Ministra Ochrony Środowiska (próbki z rdzeni), Państwowego Instytutu Geologicznego – Państwowego Instytutu Badawczego (próbki z rdzeni oraz wyniki profilowań geofizyki otworowej) oraz Polskiego Górnictwa Naftowego i Gazownictwa SA (próbki z rdzeni oraz wyniki profilowań geofizyki otworowej).. 2.1.1. Charakterystyka litologiczna i stratygraficzna próbek geologicznych. Analizowane próbki skał prekambryjskich i paleozoicznych pochodzą z głębokich otworów wiertniczych (tab. 2.1.1.1), zlokalizowanych głównie na północy, południowym wschodzie i centrum Polski (fig. 2.1.1.1). Najstarszy otwór został odwiercony w 1961 roku, najmłodszy – w 1999 r, dlatego przy interpretacji wyników badań laboratoryjnych uwzględniano fakt zwietrzenia rdzeni wiertniczych, które były przechowywane w skrzyniach Archiwów Rdzeni Wiertniczych PIG-PIB i PGNiG SA, w różnych warunkach temperatury i wilgoci. Dobór materiału badawczego nie był podyktowany regionalizacją otworów wiertniczych. W pracy założono, że parametry petrofizyczne są zróżnicowane w skałach klastycznych i węglanowych. Przy badaniu związków pomiędzy wyselekcjonowanymi parametrami opierano się głównie na identyfikacji formacji pod względem litologii i wieku (fig. 2.1.1.1).. 5.

(10) 2. Materiał badawczy. Tabela 2.1.1.1 Podstawowe informacje na temat analizowanych otworów wiertniczych według danych PIG-PIB (http://geoportal.pgi.gov.pl/portal/page/portal/otwory) oraz ich położenia na tle jednostek strukturalnych Polski, wg. Pożaryski (1963) oraz danych PIG-PIB, PGNiG SA Lp.. Otwór wiertniczy. Głębokość spodu otworu [m]. Rok wiercenia. 1 2. B-IG1 H-IG1. 4154,5 3520. 1975 1974. 3. O-IG1. 4298. 1967. 4 5 6 7. P-IG1 S-IG1 G-IG1 Ł-IG1. 3930 5120 3353,5 5632. 1970 1974 1972 1975. 8. P-IG2A_2. 3827. 1967. 9 10 11 12 13. Si-IG1 T-IG5 Ż-IG1 L-IG1 Gr-IG1. 3010,3 3850,5 3276 3310 3070,5. 1970 1977 1969 1961 1972. 14. M-IG1. 5059. 1976. 15. K-IG2. 3290. 1969. 16 17 18 19 20. Lu-IG1 R-IG1 Sw-IG1 U-IG1 Ko-IG1. 5028 3054 3003,3 3050 3012. 1969 1970 1970 1970 1964. 21. Us-IG1. 3180,6. 1966. 22. Br-1. 4065. 1983. 23. Mo-IG1. 4722. 1985. 24. Z-IG1. 4912. 1984. 25. C-IG2. 5020. 1980. 26. Z-1. 4823,5. 1974. 27. Z-2. 4569,6. 1976. 28. W-IG1. 3101,2. 1967. 29. Op-PIG2. 3055. 1991. 30. B-2. 4830. 1995. Jednostka strukturalna Polski. synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synekliza perybałtycka, wyniesienie Łeby synklinorium brzeżne, synklinorium warszawskie, odcinek południowo-warszawski synekliza perybałtycka synekliza perybałtycka zapadlisko górnośląskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium warszawskie, odcinek płoński wyniesienie zrębowe podlasko-lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synekliza perybałtycka synekliza perybałtycka, wyniesienie Łeby synklinorium brzeżne, synklinorium warszawskie synklinorium brzeżne, synklinorium warszawskie, odcinek południowo-warszawski wyniesienie zrębowe podlaskolubelskie/synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium pomorskie antyklinorium środkowopolskie, antyklinorium pomorskie monoklina przedsudecka antyklinorium środkowopolskie, antyklinorium pomorskie monoklina przedsudecka, strefa Gorzów-Jarocin antyklinorium środkowopolskie, antyklinorium pomorskie antyklinorium środkowopolskie, antyklinorium pomorskie antyklinorium środkowopolskie, antyklinorium pomorskie synklinorium szczecińsko-łódzko-miechowskie, synklinorium nidziańskie antyklinorium środkowopolskie, antyklinorium świętokrzyskie synklinorium brzeżne, synklinorium warszawskie, odcinek płoński. Numer próbki. 868 869 870 871 872 873 874 875 876 877 878 879 880 881 882 883 884 885 886 887 888 889 890 891 892 893 894 895 896 129 6.

(11) 2. Materiał badawczy. 31 32 33 34 35 36 37. K-1 M-6k D-2 M-7k P-1 K-1 M-9. 4550 4265 4349 4290 4510 4550 4125. 1992 1996 1997 1996 1993 1992 1999. 38. Dy-1. 4016. 1991. 39 40 41. M-5 RM-1 C-9. 4100 4370 3875. 1997 1989 1992. 42. B-2. 4830. 1995. 43. M-2. 4424. 1993. synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium pomorskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie antyklinorium środkowopolskie, antyklinorium pomorskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie synklinorium brzeżne, synklinorium warszawskie, odcinek płoński synklinorium brzeżne, synklinorium lubelskie. 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142. Otwory wiertnicze zlokalizowane były odpowiednio w obszarze synklinorium pomorskiego (2 próbki), synklinorium warszawskiego (6 próbek), synklinorium lubelskiego (17 próbek), antyklinorium pomorskiego (6 próbek), antyklinorium świętokrzyskiego (1 próbka), synklinorium nidziańskiego (1 próbka), syneklizy perybałtyckiej (5 próbek), monokliny przedsudeckiej (2 próbki), zapadliska górnośląskiego (1 próbka) oraz wyniesienia zrębowego podlasko-lubelskiego (2 próbki). Najliczniejszą grupę stanowiły otwory z obszaru synklinorium. lubelskiego,. natomiast. najmniej. liczną. –. z. obszaru. antyklinorium. świętokrzyskiego, synklinorium nidziańskiego oraz zapadliska górnośląskiego (tab. 2.1.1.1). Próbki geologiczne, pobrane z rdzeni wiertniczych z ww. otworów, przechowywane były w Archiwach Rdzeni Wiertniczych w Halinowie, Hołownie, Iwicznej, Leszczach, Kielcach oraz Centralnym Magazynie Rdzeni w Chmielniku. Materiał badawczy poddano obróbce technicznej w Instytucie Nafty i Gazu w Krakowie. Figura 2.1.1.2 przedstawia przykładowy fragment rdzenia pobranego z otworu P-IG1. Materiał badawczy podzielono na dwie grupy różniące się litologią. Grupa skał klastycznych składała się z 28 próbek, przy czym 22 próbki to piaskowce, natomiast 6 – mułowce (tab. 2.1.1.2). Grupa skał węglanowych była mniej liczna (15 próbek), obejmująca 8 próbek wapieni i 7 – dolomitów. Opisy litologiczne zostały opracowane na podstawie informacji litologicznej i stratygraficznej udostępnionej przez PIG-PIB oraz PGNiG SA (materiały niepublikowane).. 7.

(12) 2. Materiał badawczy. Fig. 2.1.1.1. Lokalizacja otworów wiertniczych na mapie geologicznej Polski bez utworów kenozoiku (źródło: www.pgi.gov.pl, mapy geologiczne on-line, zmodyfikowana). Fig. 2.1.1.2. Fragment rdzenia wiertniczego z otworu P-IG1, piaskowiec kwarcowy, drobnoziarnisty z pirytem (fot. M. Michna). 8.

(13) 2. Materiał badawczy. Typy litologiczne analizowanych próbek były potwierdzone interpretacją wyników analiz jakościowych i ilościowych składu mineralnego skał metodą rentgenowskiej analizy fazowej, wykonanej w Instytucie Nafty i Gazu w Krakowie.. Tabela 2.1.1.2. Zestawienie litologii według danych PIG-PIB, PGNiG SA oraz interpretacji wyników rentgenowskiej analizy fazowej dla analizowanych próbek skalnych. Oznaczenia: Nr – numer próbki, H – głębokość pobrania próbki, Litologia* – według analizy fazowej, Litologia** – według danych z PIG-PIB, PGNiG SA Lp.. Nr. H [m]. Wiek. Litologia*. 1. 868. 4153. proterozoik. piaskowiec. 2. 869. 3457. kambr dolny. piaskowiec. 3. 870. 4106. piaskowiec. 4. 871. 3460. 5. 872. 3546. 6. 873. 3012,3. 7. 874. 4588. 8. 875. 3491,5. 9. 876. 3007,2. 10. 877. 3034. 11. 878. 3233. 12. 879. 3246,5. 13. 880. 3025,5. kambr dolny kambr środkowy sylur środkowy, wenlok kambr kambr środkowy ordowik górny, aszgil kambr dolny ordowik dolny, tremadok dolny kambr dolny sylur dolny, landower perm górny. 14. 881. 4374. dewon dolny. 15. 882. 3239. 16. 883. 4508. 17. 884. 3045. 18. 885. 3002,5. 19. 886. 3037. 20. 887. 3008. dewon górny, fran dewon środkowy dewon górny, fran dewon górny, famen dewon dolny, ems karbon dolny,. piaskowiec. Litologia ** piaskowiec kwarcowy, zwięzły z wkładkami różnoziarnistymi piaskowiec drobnoziarnisty, miejscami z domieszką grubszych ziarn kwarcu, z nielicznymi wkładkami mułowca ilastego ciemnoszarego piaskowiec drobnoziarnisty z laminami iłowca piaskowiec kwarcowy, drobnoziarnisty z pirytem. mułowiec. brak opisu. piaskowiec. brak opisu piaskowiec drobnoziarnisty z nielicznymi, cienkimi przewarstwieniami mułowca. piaskowiec wapień. wapień zsylifikowany. piaskowiec. piaskowiec. piaskowiec. piaskowiec drobnoziarnisty, zwięzły z licznymi wkładkami iłowca. piaskowiec. piaskowiec różnoziarnisty, żelazisty. mułowiec. brak opisu. wapień. wapień z wkładkami margli piaskowiec kwarcowy, drobnoziarnisty z przewarstwieniami mułowca dolomit z nieregularnymi przerostami anhydrytu piaskowiec kwarcowy, średnioziarnisty z przerostami mułowca. piaskowiec dolomit piaskowiec wapień. wapień marglisty. wapień. wapień gruzłowy. piaskowiec piaskowiec. piaskowiec drobnoziarnisty z nieregularnymi przerostami mułowca piaskowiec kwarcowy, drobnoziarnisty z 9.

(14) 2. Materiał badawczy. wizen 21. 888. 3154. karbon dolny, turnej górny. piaskowiec. 22. 889. 3818. karbon. mułowiec. 23. 890. 4650. karbon dolny, wizen. piaskowiec. 24. 891. 4425. perm dolny. piaskowiec. 25. 892. 4016. perm dolny. piaskowiec. 26. 893. 3955,5. perm dolny. mułowiec. 27. 894. 4499,6. karbon. piaskowiec. 28. 895. 3100. 29. 896. 3045. 30. 129. 4545. 31. 130. 4501. 32. 131. 3926. 33. 132. 4264. 34. 133. 4170. 35. 134. 3998. 36. 135. 4001. 37. 136. 4044. 38. 137. 3790. 39. 138. 4024. 40. 139. 4304. 41. 140. 3839. 42. 141. 4589. 43. 142. 4196. dewon środkowy, eifel karbon dolny, wizen dolny karbon górny, westfal dewon dolny, ems dewon górny, fran dewon górny, fran dewon górny, fran dewon górny, fran dewon górny, fran dewon górny, fran karbon dolny, turnej dewon górny, fran dewon środkowy, eifel dewon górny, fran karbon górny, westfal dewon górny, fran. wkładkami mułowca piaskowiec kwarcowy, drobnoziarnisty z przerostami mułowca i pionowymi spękaniami wypełnionymi anhydrytem piaskowiec szarogłazowy z nieregularnymi wkładkami piaskowca kwarcytowego i iłowca piaskowiec kwarcowy piaskowiec drobnoziarnisty, zwięzły z licznymi wkładkami iłowca piaskowiec drobnoziarnisty z wkładkami mułowca mułowiec z nielicznymi skupieniami anhydrytu piaskowiec kwarcowy, drobnoziarnisty z wkładkami iłowca. wapień. wapień dolomityczny, skrytokrystaliczny. szarogłaz. szarogłaz arkozowy. piaskowiec. piaskowce. mułowiec. piaskowiec czerwony. wapień. wapienie, dolomity. wapień ilasty. piaskowce. dolomit. wapienie, dolomity. wapień. wapienie, dolomity, piaskowce. dolomit. węglany z gniazdami anhydrytu. dolomit. wapienie, dolomity. piaskowiec arkozowy. piaskowce, wapienie. dolomit. wapienie, dolomity. mułowiec. wapienie, dolomity, piaskowce. dolomit zailony. wapienie, dolomity. piaskowiec. piaskowiec z czarną laminą. dolomit. wapienie, dolomity. Oprócz podziału próbek geologicznych na typy litologiczne, brano także pod uwagę ich wiek (tab. 2.1.1.3). Najbardziej liczną grupę stanowiły próbki skał klastycznych wieku 10.

(15) 2. Materiał badawczy. karbońskiego (9 próbek), natomiast najmniej liczną – próbki skał klastycznych wieku prekambryjskiego oraz ordowickiego (po jednej próbce). W przypadku skał węglanowych najliczniejszą grupę stanowiły utwory węglanowe wieku dewońskiego (13 próbek), w grupach utworów węglanowych wieku ordowickiego i permskiego było jedynie po 1 próbce.. Tabela 2.1.1.3. Podział 43 próbek geologicznych na typy litologiczne oraz wiek. Oznaczenia: Pt – prekambr, Cm – kambr, O – ordowik, S – sylur, D – dewon, C – karbon, P – perm Skały klastyczne ogółem. Skały węglanowe. piaskowce mułowce. ogółem wapienie dolomity. Pt. 1. 1. -. -. -. -. Cm. 7. 7. -. -. -. -. O. 1. 1. -. 1. 1. -. S. 2. -. 2. -. -. -. D. 5. 3. 2. 13. 6. 7. C. 9. 8. 1. -. -. -. P. 3. 2. 1. 1. 1. -. razem próbek. 28. 22. 6. 15. 8. 7. 2.1.2. Charakterystyka litostratygraficzna próbek geologicznych. Wykonano podział i opisu pobranych próbek geologicznych pod względem ich przynależności litostratygraficznej (Marcinowski, 2004a; 2004b), opierającej się na podziale profilów geologicznych na jednostki litostratygraficzne według kryterium litologicznego (Jaroszewski et al., 1985). W przypadku 30 z 43 próbek geologicznych zidentyfikowana została przynależność litostratygraficzna (tab. 2.1.2.1). Prekambryjska próbka piaskowcowa nr 868 pochodząca z otworu wiertniczego B-IG1 została pobrana z głębokości 4153 m, z interwału obejmującego serię („formację”) poleską. Nazwa serii pochodzi od miejsca występowania – Polesia. Najpełniejszy profil serii poleskiej wstępuje w profilu wiercenia Kaplonosy IG-1. Jej wiek określono na ryfej górny (prekambr). Serię poleską tworzą, w dolnej części profilu, zlepieńce złożone z otoczaków skał podłoża krystalicznego, następnie – piaskowce arkozowe i kwarcytowe, na przemian drobno- i średnioziarniste, z przewarstwieniami iłowców i mułowców. Charakteryzuje ją zmienność barw skał, od białych po jasnoszare, czerwone, czerwonobrunatne, zielonkawe. Seria poleska jest najstarszym zespołem skał osadowych na Polesiu i Wołyniu, leżącym niezgodnie na podłożu krystalicznym. Jej miąższość dochodzi nawet do 300 m.. 11.

(16) 2. Materiał badawczy. Formacja kostrzyńska jest reprezentowana przez kambryjską próbkę piaskowcową nr 874, pobraną z głębokości 4588 m (otwór Ł-IG1). Jej wiek określa się na kambr środkowy. Formację kostrzyńską tworzą drobnoziarniste, krzemionkowe piaskowce kwarcowe, rzadko laminowane materiałem ilastym, o barwie jasnoszarej i białoszarej, z nielicznymi przeławiceniami. ciemniejszych. mułowców.. Piaskowce. zawierają. muskowit,. ziarna. glaukonitu, konkrecje pirytu, a także skupienia węglanów i impregnacje wodorotlenkami żelaza. Mułowce charakteryzują się podobnym składem petrograficznym. Analizowana formacja występuje na obszarze lubelszczyzny. Kambryjska piaskowcowa próbka nr 878, pochodząca z otworu Ż-IG1, pobrana z głębokości 3233 m należy do formacji smołdzińskiej, której nazwa pochodzi od miejscowości Smołdzino (Pobrzeże Słowińskie). Jej wiek datuje się na wend górny, kambr. Stratotyp występuje w interwale 3330-3417,6 m w otworze Smołdzino 1. Jest reprezentowana w dolnej część przez piaskowce arkozowe, zlepieńcowate i pstre, natomiast w górnej – piaskowce pstre z. wkładkami. piaskowców. zlepieńcowatych,. arkozowych.. Obszarem. występowania. analizowanej formacji jest synekliza perybałtycka, wyniesienie Łeby. Ekwiwalentem tej formacji jest seria żarnowiecka, w której niższa część jest wykształcona w facjach lądowych. Formacja margli i iłowców z Prabut (Modliński & Szymański, 1997) jest reprezentowana przez ordowicką próbkę węglanową o nr 875, pochodzącą z otworu PIG2A_2, pobraną z głębokości 3491,5 m. Nazwa formacji pochodzi od miasta Prabuty, w województwie pomorskim. Stratotyp pochodzi z otworu Prabuty IG-1, z interwału głębokościowego 3356,6-3368 m. Formację tworzą szare, ciemnoszare i rzadko czarne margle, iłowcowe i mułowcowe margle oraz łupki. Warstwy mogą być przeławicone szarymi, wapieniami marglistymi. Drobnoziarniste piaskowce, rzadko mułowce piaskowcowe lub źle wysortowane piaskowce mogą pojawiać się w górnej części formacji. Piaskowcowe warstwy zawierają czasami ziarna glaukonitu i wtrącenia zlepieńców, składające się z słabo obtoczonych klastów wapiennych i łupkowych. Wiek formacji datuje się na ordowik, aszgil. Obszar występowania formacji przyjmuje się jako obszar depresji perybałtyckiej. Sylurska próbka mułowcowa nr 879 (otwór L-IG1), pobrana z głębokości 3246,5 m należy do formacji iłowców z Pelpina (Modliński et al., 2006). Nazwa pochodzi od miasta Pelpin (województwo pomorskie). Stratotyp jednostki został przyjęty jako fragment profilu otworu Lębork IG-1, na głębokości 3080-3248 m. Formacja iłowców z Pelpina jest zbudowana z iłowców ciemnoszarych i szarych, rzadziej czarnych, miejscami wapnistych, z cienkimi wkładkami i soczewkami wapienie marglistych. W górnej części znajdują się iłowce 12.

(17) 2. Materiał badawczy. szare, szarozielone, laminowane, mniej lub bardziej wapniste. Spotykane są liczne laminy bentonitów. Środowiskiem sedymentacji była część otwartego szelfu silikoklastycznego. Hemipelagiczne środowiska depozycji były pozbawione dostawy grubszego materiału terygenicznego. Do rozwoju warunków redukcyjnych strefy przydennej przyczyniła się okresowo zmniejszona cyrkulacja i złe natlenienie wód. Obszarem występowania formacji iłowców z Pelpina jest polski fragment obniżenia perybałtyckiego. Liczne, dewońskie próbki z rdzeni pobrane zostały z formacji czarnoleskiej i zwoleńskiej (dewon dolny), telatyńskiej (dewon środkowy), modryńskiej, firlejskiej i człuchowskiej (dewon górny). Piaskowcowa próbka nr 881, pochodząca z otworu M-IG1, pobrana z głębokości 4374 m należy do formacji czarnoleskiej. Nazwa pochodzi od miejscowości Czarnolas (województwo mazowieckie). Jej wiek określa się na dewon dolny. Za stratotyp jednostki przyjmuje się interwał warstw od 2210,3-2261 m w otworze Ciepielów IG-1. Na formację czarnoleską składają się ciemnoszare i szarozielonawe mułowce i iłowce, które przeławicają się wzajemnie z szarymi piaskowcami kwarcowymi. Piaskowce kwarcowe zawierają liczne powierzchnie rozmyć i bioturbacje. Obszarem występowania analizowanej formacji są okolice Radomia. Do formacji zwoleńskiej należy piaskowcowa próbka nr 886, pobrana z głębokości 3037 m (otwór U-IG1) i mułowcowa, nr 130, pobrana z głębokości 4501 m (otwór K-1). Nazwa pochodzi od miasta Zwoleń. Interwał głębokości 1210-2061 m w otworze Ciepielów IG-1 przedstawia warstwę wzorcową (stratotyp). Wiek formacji datuje się na dewon dolny. Formacja zwoleńska jest reprezentowana przez przeławicające się wzajemnie czerwone i zielonawe, niekiedy plamiste mułowce i iłowce pylaste, a także jasnoszare piaskowce kwarcowe. Występuje ona na obszarze radomsko-lubelskim. Formacja telatyńska jest reprezentowana przez mułowcową próbkę nr 139, pobraną z głębokości 4304 m (otwór RM-1). Jej nazwa pochodzi od wsi Telatyn w województwie lubelskim. Stratotyp został określony w interwale 2411-2587,5 m w otworze Korczmin IG-1. Wiek datowany jest na dewon środkowy. Formację telatyńską tworzą w części dolnej formacji anhydryty, dolomity, piaskowce i mułowce, natomiast w górnej części – głównie dolomity, iłowce oraz wapienie. Formacja występuje na obszarze lubelszczyzny. Do formacji modryńskiej ogniwa lipowieckiego należy węglanowa próbka nr 140 pobrana z głębokości 3839 m (otwór C-9). Ogniwo werbkowickie reprezentują węglanowe próbki: nr 882, pobrana z głębokości 3239 m (otwór K-IG2), nr 133, pobrana z głębokości 4170 m (otwór M-7k), nr 135, pobrana z głębokości 4001 m (otwór K-1), nr 136, pobrana z 13.

(18) 2. Materiał badawczy. głębokości 4044 m (otwór M-9), nr 138, pobrana z głębokości 4024 m (otwór M-5) i nr 142, pobrana z głębokości 4196 m (otwór M-2), natomiast ogniwo zubowickie – węglanowe próbki: nr 884, pobrana z głębokości 3045 m (otwór R-IG1), nr 131, pobrana z głębokości 3926 m (otwór M-6k) oraz nr 134, pobrana z głębokości 3998 m (otwór P-1). Nazwa formacji pochodzi od wsi Modryń w województwie lubelskim. Interwał głębokościowy 1932,5-2411 m w otworze Korczmin IG-1 stanowi stratotyp formacji. Wiek formacji datuje się na dewon górny, fran. Na formację modryńską składają się wapienie z koralowcami i brachiopodami. W środkowej części wapienie przedzielone są pakietem epigenetycznych dolomitów. Obszarem występowania formacji jest lubelszczyzna. Ogniwo lipowieckie tworzą wapienie ciemno-, szarobrunatne z muszlowcami atrypowymi oraz dolomity szarobrunatne z reliktami koralowców i stromatoporoidów. W mniejszości występują iłowce dolomityczne i przeławicenia anhydrytów. Ogniwo werbkowickie budują dolomity kawerniste, ciemno-, szarobrunatne, a także dolomity masywne, szare. Rzadko w górnej części ogniwa występują wapienie szare. W wyniku nierównego frontu wtórnej dolomityzacji, dolna i górna granica ogniwa jest heterochroniczna. Wapienie szarobeżowe i ciemno-, szarobrunatne, często dolomityczne, a także wapienie margliste i dolomity reprezentują ogniwo zubowickie. W wapieniach licznie występuje fauna. Dolna granica ogniwa jest heterochroniczna. Formacja firlejska jest reprezentowana przez węglanową próbkę nr 885 (otwór SwIG1), pobraną z głębokości 3002,5 m. Nazwa formacji pochodzi od wsi Firlej w województwie lubelskim. Stratotyp formacji został określony interwał 2095-2520 m w otworze Kock IG-1. Wiek formacji datuje się na dewon górny, famen. Składają się na nią wapienie gruzłowe ciemnobrunatnoszare, które są przewarstwione niekiedy wapieniami ziarnistymi masywnymi i wapieniami piaszczystymi. Formacja firlejska jest rozprzestrzeniona na całym obszarze radomsko-lubelskim. Do formacji człuchowskiej, ogniwa unisławskiego należy węglanowa próbka nr 132, pobrana z głębokości 4264 m (otwór D-2). Jej nazwa pochodzi od miasta Człuchów na Pomorzu Zachodnim. Wiek formacji określa się na dewon górny, fran i famen. Obejmuje ona szare i ciemnoszare mułowce ilaste, drobnoziarniste piaskowce kwarcowe z wkładkami wapieni marglistych z fauną (ramienionogi, szkarłupnie), margle i iłowce margliste. W górnej części. ogniwa. unisławskiego. pojawiają. się. wapienie. ziarniste. z. pokruszonymi. stromatoporoidami masywnymi. Formacja występuje na obszarze Pomorza Zachodniego. 14.

(19) 2. Materiał badawczy. Nazwa ogniwa unisławskiego pochodzi od miejscowości Unisław, koło Torunia. Najbardziej reprezentatywny stratotyp znajduje się w otworze Unisław IG-2. Ogniwo unisławskie reprezentuje węglanowo-klastyczny system depozycyjny, niżejpłytowy, rozciągający się na wale pomorskim. Karbońska próbka piaskowcowa nr 887, pobrana z głębokości 3008 m (otwór Ko-IG1) należy do formacji piaskowców kwarcowych z Drzewian. Jej nazwa pochodzi od wsi Drzewiany na Pomorzu Zachodnim. Stratotyp formacji występuje w wierceniu Dygowo-1, na głębokości 3146-3337 m. Wiek formacji przyjmuje się na karbon dolny. Formacje tworzą białe i czerwone, drobnoziarniste piaskowce kwarcowe, pstre iłowce i mułowce, lokalnie wapniste. Powszechnie występują wtrącenia anhydrytu i gleb kopalnych. Górna granica formacji jest erozyjna, co prowadzi do kontaktu z utworami permskimi, rzadziej górnego karbonu. Osady reprezentują środowiska lądowe, delty, laguny, a także równi zalewowej. Formacja jest rozprzestrzeniona w południowo-zachodniej części Pomorza Zachodniego. Formacja iłowców z Łobżonki jest reprezentowana przez piaskowcową próbkę nr 890, pobraną z głębokości 4650 m (otwór Mo-IG1). Nazwa formacji pochodzi od wsi Łobżonka na Pomorzu Zachodnim. Głębokość 5703,5-6006 m w otworze Czaplinek IG-1 jest stratotypem formacji. Wiek datuje się na karbon dolny. Formacja zbudowana jest z czarnych iłowców (wtórnie skrzemionkowanych), ciemnoszarych mułowców, a także szarych piaskowców kwarcowych. Osady formacji reprezentują środowiska basenowe i deltowe. Jest szeroko rozprzestrzeniona w południowo-zachodniej części Pomorza Zachodniego. Piaskowcowa próbka nr 137 została pobrana z głębokości 3790 m, z formacji piaskowców arkozowych z Gozdu (otwór Dy-1). Nazwa formacji pochodzi od miejscowości Gozd w rejonie Koszalina. Stratotyp występuje na głębokości 5045,5-5300 m w otworze Czaplinek IG-1. Wiek formacji datuje się na karbon dolny. Formacje piaskowców arkozowych z Gozdu tworzą ciemnoszare iłowce, które w dolnej części przełożone są wkładkami wapnistymi. Osady reprezentują środowiska basenowe i dystalnej części skłonu platformy węglanowej. Formacja jest rozpowszechniona na obszarze południowozachodniego Pomorza Zachodniego. Do formacji lubelskiej (węglonośnej) należą piaskowcowe próbki: nr 129, pobrana z głębokości 4545 m (otwór B-2) oraz nr 141, pobrana z głębokości 4589 m (otwór B-2). Nazwa formacji pochodzi od miasta Lublin. Stratotyp formacji znajduje się w wierceniach wykonanych w synklinie Dorohucza-Stoczek. Wiek formacji datuje się na karbon górny, westfal. W skład formacji wchodzą mułowce i iłowce, rzadziej piaskowce, z licznymi 15.

(20) 2. Materiał badawczy. pokładami węgla. Formacja lubelska, węglonośna, jest formacją produktywną. Znaczna część formacji ma charakter limniczny, jedynie iłowce z partii przyspągowej, zawierają także faunę morską. Formacja występuje na obszarze lubelszczyzny. Opisywane, permskie jednostki litostratygraficzne należą do jednostek nieformalnych. Czerwony spągowiec oraz wapień cechsztyński są reprezentowane przez 4 próbki. Do jednostki czerwonego spągowca należy piaskowcowa próbka nr 891, pobrana z głębokości 4425 m (otwór Z-IG1) oraz mułowcowa, nr 892, pobrana z głębokości 4016 m (otwór C-IG2) oraz nr 893, pobrana z głębokości 3955,5 m (otwór Z-1). Nazwa jednostki pochodzi od niemieckiej nazwy Rotliegendes, która oznacza czerwony spąg, ówcześnie eksploatowanych łupków miedzionośnych. Stratotyp jednostki znajduje się w niecce mansfeldzkiej, w Niemczech. Wiek jednostki datuje się na perm dolny. Jednostka zbudowana jest z facji permu, obejmującej kontynentalne utwory klastyczne, które powstały z niszczenia waryscydów, a także skały wulkanogeniczne. Czerwony spągowiec jest rozprzestrzeniony na obszarze niemiecko-polskiego basenu permskiego (niż polski, monoklina przedsudecka, depresja zewnętrznosudecka i wewnątrzsudecka). Wapień cechsztyński jest reprezentowany przez węglanową próbkę nr 880, pobraną z głębokości 3025,5 m (otwór Gr-IG1). Nazwa pochodzi od litologii i nazwy facji. Wiek jednostki datuje się na perm górny. Wapień cechsztyński jest zbudowany z wapieni, rzadko bitumicznych, a także z rafy mszywiołowo-stromatolitowej. Występuje w obszarze niemiecko-polskiego basenu permskiego (niż polski, monoklina przedsudecka, depresja zewnętrznosudecka). Podsumowując, najliczniejszą grupę próbek należących do jednej jednostki litostratygraficznej stanowiły próbki z formacji modryńskiej (10 próbek). Czerwony spągowiec górny był reprezentowany przez 3 próbki. Po 2 próbki przypadały na formację zwoleńską oraz lubelską węglonośną. Reszta wymienionych formacji była reprezentowana przez pojedyncze próbki, przy czym dla 13 próbek jednostka litostratygraficzna nie została zidentyfikowana.. Tabela 2.1.2.1. Charakterystyka litostratygraficzna próbek z rdzeni wiertniczych. Oznaczenia: (fm) – formacja, (og) – ogniwo Lp. 1 2 3 4 5 6. Nr próbki 868 869 870 871 872 873. Stratygrafia proterozoik kambr dolny kambr dolny kambr środkowy sylur środkowy, wenlok kambr. Litostratygrafia poleska (fm) brak brak brak brak brak 16.

(21) 2. Materiał badawczy. 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39. 874 875 876 877 878 879 880 881 882 883 884 885 886 887 888 889 890 891 892 893 894 895 896 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138. kambr środkowy ordowik górny, aszgil kambr dolny ordowik dolny, tremadok dolny kambr dolny sylur dolny, landower perm górny dewon dolny dewon górny, fran dewon środkowy dewon górny, fran dewon górny, famen dewon dolny, ems karbon dolny, wizen karbon dolny, turnej górny karbon karbon dolny, wizen perm dolny perm dolny perm dolny karbon dewon środkowy, eifel karbon dolny, wizen dolny karbon górny, westfal dewon dolny, ems dewon górny, fran dewon górny, fran dewon górny, fran dewon górny, fran dewon górny, fran dewon górny, fran karbon dolny, turnej dewon górny, fran. 40. 139. dewon środkowy, eifel. 41 42 43. 140 141 142. dewon górny, fran karbon górny, westfal dewon górny, fran. kostrzyńska (fm) margli i iłowców z Prabut (fm) brak brak smołdzińska (fm) iłowców z Pelpina (fm) wapień cechsztyński czarnoleska (fm) modryńska (fm), werbkowickie (og) brak modryńska (fm), zubowickie (og) firlejska (fm) zwoleńska (fm) piaskowców kwarcowych z Drzewian (fm) brak brak iłowców z Łobżonki (fm) czerwony spągowiec górny czerwony spągowiec górny czerwony spągowiec górny brak brak brak lubelska (węglonośna) (fm) zwoleńska (fm) modryńska (fm), zubowickie (og) człuchowska (fm), unisławskie (og) modryńska (fm), werbkowickie (og) modryńska (fm), zubowickie (og) modryńska (fm), werbkowickie (og) modryńska (fm), werbkowickie (og) piaskowców arkozowych z Gozdu (fm) modryńska (fm), werbkowickie (og) telatyńska (fm), seria dolomitów szarobrunatnych (dewonu radomsko-lubelskiego) modryńska (fm), lipowieckie (og) lubelska (węglonośna) (fm) modryńska (fm), werbkowickie (og). 2.2. Wyniki profilowań geofizyki otworowej. Skały wieku prekambryjskiego i paleozoicznego scharakteryzowano na przykładzie danych 8 otworów wiertniczych: T-IG5, M-IG1, B-2, M-5, M-6k, M-9, D-2 i Dy-1 (Dokumentacja otworu T-IG5, 1977; Dokumentacja otworu M-IG1, 1976; Dokumentacja otworu B-2, 1995; Dokumentacja otworu M-5, 1997; Dokumentacja otworu M-6k, 1996; Dokumentacja otworu M-9, 1999; Dokumentacja otworu D-2, 1997; Dokumentacja otworu Dy-1, 1991). W otworach B-2, M-5, M-6k, M-9 i D-2 dostępne były cyfrowe wyniki pomiarów geofizyki otworowej, a także rozwiązania litologiczno-porowatościowe. Dane dla otworów T-IG5, M-. 17.

(22) 2. Materiał badawczy. IG1 i Dy-1 obejmowały scyfrowane wyniki analogowych profilowań geofizyki otworowej wykonanych sondami produkcji radzieckiej (tab. 2.2.1). Podstawą wyboru ww. otworów do interpretacji była dostępność wyników profilowań geofizyki. otworowej. otrzymanych. z. pomiarów. nowszymi. sondami,. profilowania. akustycznego i oporności, a także jakość wyników profilowań. Uwzględniano także interwał pobrania próbki geologicznej, w celu dowiązania głębokościowego wyników badań laboratoryjnych i geofizyki otworowej. Podstawy fizyczne metod geofizyki otworowej są szeroko opisane w literaturze polskiej (Jarzyna et al., 1997) oraz anglojęzycznej (Rieder, 2002; Schlumberger, 1989), dlatego też nie zostały opisane w pracy.. Tabela 2.2.1. Zestawienie dostępnych wyników profilowań geofizyki otworowej w analizowanych odwiertach. Oznaczenia: GR – profilowanie gamma, CALI – profilowanie średnicy, GRS – spektrometryczne profilowanie gamma z uwzględnieniem zawartości toru, potasu i uranu (Th, K, U), DT – profilowanie akustyczne, PO – profilowanie oporności (gradientowe i potencjałowe), Dual laterolog – sterowane profilowanie oporności (laterolog krótkiego i dalekiego zasięgu), RHOB – profilowanie gęstości objętościowej, NPHI – profilowanie porowatości neutronowej w umownych jednostkach porowatości wapienia, CV – krzywe kumulacyjne składników mineralnych, PHI – porowatość całkowita, b.d. – brak danych Otwór. Głębokość [m]. 3072,53850,5. Dewon, żywet, Dgt Dewon, eifel, De Dewon dolny, D1 Sylur, przydol, Sp Sylur, ludlow, Sld Sylur, wenlok, Sw Ordowik, aszgil, Oa1 Ordowik, karadok, Oc Ordowik, lanwirn, Oln Ordowik, arenig, Oar Ordowik, tremadok dolny, Ot1 Prekambr, ediakar, Pted. 1846-3504,5. Karbon, C. 1510-1600 1600-1659,5 1659,52466,5 2466,5-2648 2648-2890 2890-2964,5 T-IG5. 2964,52966,5 2966,5-3016 3016-3027,5 3027,5-3030 3030-3072,5. M-IG1. Stratygrafia. GR i CALI. GRS, Th, K, U. DT. PO/Dual laterolog. +. b.d.. +. +. b.d.. +. b.d.. +. b.d.. +. b.d.. +. b.d.. +. b.d.. +. b.d.. +. b.d.. +. b.d.. +. b.d.. +. + + + + + + + + + + +. b.d.. +. b.d.. + +. + + b.d. b.d. + + + + + + + +. RHOB. NPHI. b.d.. b.d.. CV+ PHI b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d. 18.

(23) 2. Materiał badawczy. 3504,5-3750 3750-3952,5 3952,53955,5 3955,5-5002 5002-5059 3133,5-3534 Dy-1. 3534-4000 4000-4016. B-2. 4432-4787 4787-4830 2995,5-3146 3146-3783. D-2 3783-4114 4114-4349 908-1829 1829-3707 M-5. 3707-4071,5 4071,5-4100 940-1485 1485-1640. M-6k 1640-3911 3911-4265 967,51966,5 1966,5-3652 3652-3692 M-9 3692-3744 3744-4108 4108-4125. Dewon, famen, Dfa Dewon, fran, Dfr Dewon, żywet, Dgt Dewon, dolny, D1 Sylur, przydol, Sp Karbon, turnej górny, Ct3 Karbon, turnej dolny, Ct1 Dewon, famen, Dfa Karbon, wizen, Cwi Sylur, S Karbon, wizen, Cwi Karbon, turnej, Ct Dewon, famen, Dfa Dewon, fran, Dfr Karbon, C Dewon, famen, Dfa Dewon, fran, Dfr Dewon środkowy, D2 Karbon, namur, Cn Karbon, wizen, Cwi Dewon, famen, Dfa Dewon, fran, Dfr Karbon, C Dewon, famen, Dfa Dewon, fran, Dfr Dewon, famen, Dfa Dewon, fran, Dfr Dewon środkowy, D2. + + + + +. b.d. b.d. b.d. b.d. b.d.. +. +. +. +. +. +. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. b.d.. +. b.d.. +. +. b.d.. b.d.. b.d.. +. b.d.. +. +. b.d.. b.d.. b.d.. +. b.d.. +. +. b.d.. b.d.. b.d.. +. +. +. +. b.d.. b.d.. +. +. +. +. +. b.d.. b.d.. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. niekompletne dane, interwał odrzucony do interpretacji +. +. +. +. b.d.. +. +. +. +. +. +. b.d.. +. +. +. +. +. +. b.d.. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. b.d.. +. b.d.. b.d.. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. +. 19.

(24) 3. Badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych. 3. Badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych. Badania laboratoryjne parametrów fizycznych na próbkach skał wyciętych z rdzeni wiertniczych są podstawą poprawnej charakterystyki ilościowej i jakościowej skał potencjalnie zbiornikowych. W skład standardowych badań laboratoryjnych wchodzą m.in. pomiary porowatości całkowitej, przepuszczalności, gęstości, gęstości objętościowej, czy parametrów elektrycznych. Próbki geologiczne poddano również badaniom porozymetrii rtęciowej, magnetycznego rezonansu jądrowego, mikrotomografii komputerowej, własności wytrzymałościowych i odkształceniowych oraz analizy pirolitycznej Rock-Eval.. 3.1. Standardowe badania laboratoryjne. Standardowe badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych obejmowały pomiary (Zalewska et al., 2011a; 2012; 2013; Such, 1996): •. gęstości (dawniej gęstości właściwej), gęstości objętościowej i porowatości. całkowitej; pomiar odbywał się przy użyciu dwóch aparatów: AccuPyc 1330 i GeoPyc 1360. Piknometr gazowy AccuPyc 1330 służy do wyznaczania objętości szkieletowej próbki przez pomiar zmian ciśnienia helu w objętości komory pomiarowej (ustalonej przez kalibrację). Po wprowadzeniu masy próbki otrzymano wielkość gęstości próbki. Pomiar, po kilkukrotnym wykonaniu, był uśredniany. Z użyciem urządzenia GeoPyc 1360 wyznaczono najpierw objętość całkowitą próbki, w wyniku porównania objętości nośnika (znajdującego się w cylindrze pomiarowym) i objętości tego nośnika z zanurzoną w nim próbką. Znając masę próbki i gęstość – automatycznie wyznaczono gęstość objętościową i współczynnik porowatości całkowitej; •. przepuszczalności absolutnej; parametr określono wykorzystując aparat Gas. Permeameter, firmy Temco. Roboczym gazem w tym przypadku był azot. Wartości przepuszczalności poprawione zostały na tzw. efekt Klinkenberga, związany z poślizgiem cząstek gazu na ziarnach szkieletu mineralnego. Zastosowanie poprawki obniżyło jeszcze zmierzone wartości przepuszczalności; •. parametrów elektrycznych; pomiar opierał się na dwóch równaniach. Archiego (1942), wiążących oporność właściwą skał z porowatością efektywną i nasyceniem przestrzeni porowej wodą. Badania zostały wykonane według metodyki opracowanej przez Z. Bal w 1975r (Such, 1996). Zastosowano miernik Escort Elc 3131D, który wskazuje opór próbki. Pomiary wykonano na próbkach w kształcie walców (0,028 x 0,03 m), osuszonych w temperaturze 105°C, a następnie nasyconych roztworem 200 g NaCl/l. Nasycanie odbywało 20.

(25) 3. Badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych. się w komorze próżniowej przez 12 godzin. Na podstawie pomierzonego oporu obliczono oporność właściwą skały w 100% nasyconej wodą złożową, parametr porowatości i wskaźnik struktury porowej m. Parametr nasycenia wyznaczano pięciokrotnie, przy różnym stopniu nasycenia próbki. Desaturacja odbywała się poprzez odwirowanie próbki. Po kolejnych odwirowaniach obliczano parametr nasycenia i wskaźnik zwilżalności skały n; •. zawartości naturalnych pierwiastków promieniotwórczych: uranu, toru. i potasu; badanie polegało na pomiarze częstości zliczeń kwantów gamma, rejestrowanych osobno w trzech kanałach pomiarowych. Równocześnie wykonywano pomiary na trzech objętościowych wzorcach promieniotwórczych: potasowym, radowym i torowym. Pomiary wykonywane były w trójkanałowym spektrometrze MAZAR. Sproszkowana próbka była umieszczana w domku osłonowym, w którym znajdowała się sonda scyntylacyjna z kryształem NaJ/Tl i kalibracyjne źródło izotopowe Cs-137. Energia kwantów gamma była przeliczana na amplitudy impulsów, które były rozdzielane i zliczane w odpowiednich oknach pomiarowych, odpowiadających zakresom energetycznym kwantów gamma emitowanych przez poszczególne izotopy. Trzy kanały spektrometru ustawione były na zakresy energii odpowiadających kwantom gamma od izotopu potasu K-40, bizmutu Bi214 (w równowadze z radem Ra-226) oraz talu Tl-208 (w równowadze z torem Th-228). Standardowo wykonano po 10 cykli pomiarowych, po których obliczono stężenie pierwiastków promieniotwórczych w próbce; •. właściwości sprężystych (prędkości propagacji fal ultradźwiękowych);. pomiar był wykonany defektoskopem UMT-17 firmy Ultramet S.C., który umożliwił rejestrację przebiegu fal podłużnych i poprzecznych, a także określenie czasu pierwszego wstąpienia. Ultradźwiękowa głowica nadawcza, pracująca przy częstotliwości 1 MHz, podobnie jak odbiorcza, pobudzona jest do drgań przez krótki impuls elektryczny o wysokiej amplitudzie. Do badanej próbki przenoszą się drgania mechaniczne przetwornika piezoelektrycznego głowicy, tworząc przemieszczającą się falę ultradźwiękową. Rejestracja sygnału odbywa się przez głowicę odbiorczą po przejściu przez badaną próbkę. Do wyznaczenia czasu propagacji fali ultradźwiękowej wykorzystuje się metodę opartą o tzw. zero-crossing, która polega na znalezieniu charakterystycznego punktu na sygnale echa ultradźwiękowego, przecinającego poziom linii bazowej sygnału; •. składu mineralnego skał metodą rentgenowskiej analizy fazowej (analiza. jakościowa i ilościowa); analiza jakościowa wykorzystuje zjawisko ugięcia promieni rentgenowskich na elementach strukturalnych ciała krystalicznego i fakt, że sieć krystaliczna minerału spełnia rolę trójwymiarowej siatki dyfrakcyjnej. W identyfikacji minerałów metodą proszkową zakłada się, że każdą substancję krystaliczną określa zbiór odległości 21.

(26) 3. Badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych. międzypłaszczyznowych, które uzupełnia się oceną intensywności refleksów w postaci wysokości. danego. refleksu. na. dyfraktogramie.. Zbiory. wzorcowych. odległości. międzypłaszczyznowych publikowane są w katalogach. Pomiar wykonano przy użyciu dyfraktometru rentgenowskiego X’Pert MPD firmy Philips (lampa rentgenowska Cu o maksymalnej mocy 2500 W). Ilościowo skład mineralny określono metodą wzorca wewnętrznego. Zakłada się proporcjonalność zawartości minerału do intensywności refleksu diagnostycznego tego minerału na dyfraktogramie rentgenowskim. Analiza przeprowadzona została przy pomocy programu Rock Jock.. 3.1.1. Wyniki standardowych badań laboratoryjnych. Tabela 3.1.1.1 przedstawia wyniki pomiarów laboratoryjnych na próbkach wyciętych z rdzeni wiertniczych. Wartości przepuszczalności absolutnej równe 0,01 mD i porowatości całkowitej – 1,5% odnoszą się do wyników poniżej rozdzielczości urządzenia. Błąd pomiaru gęstości wynosił średnio 0,013 g/cm3, gęstości objętościowej – 0,032 g/cm3 i oporności właściwej – 1% wyznaczonej wartości. Wyniki analizy ilościowej składu mineralnego skał metodą rentgenowskiej analizy fazowej przedstawione są w tabeli 3.1.1.2. Niektóre z pomiarów nie zostały wykonane na wszystkich próbkach ze względu na brak wystarczającej ilości materiału badawczego, potrzebnej do wykonania analizy (materiał sproszkowany), próbka uległa zniszczeniu podczas wycinania formy lub podczas wykonywania badania (pękanie, kruszenie). Standardowe pomiary laboratoryjne zostały wykonane w Instytucie Nafty i Gazu w Krakowie.. 22.

(27) 3. Badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych. Tabela 3.1.1.1. Wyniki badań laboratoryjnych na próbkach z rdzeni wiertniczych. Oznaczenia: δr – gęstość, δb – gęstość objętościowa, Kp – porowatość całkowita, K – przepuszczalność absolutna, ρ – oporność właściwa, Pp – parametr porowatości, m – współczynnik zwięzłości, n – współczynnik zwilżalności, Vp – prędkość fali P, Vs – prędkość fali S, Vp/Vs – stosunek prędkości fali P do S, K, U, Th – zawartość pierwiastków promieniotwórczych, kolejno potasu (K), uranu (U) i toru (Th) Lp. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26. Nr. δr. δb. próbki [g/cm3] [g/cm3] 868 2,65 2,64 869 2,65 2,57 870 2,68 2,55 871 2,63 2,61 872 2,71 2,62 873 2,71 2,66 874 2,64 2,61 875 2,75 2,72 876 2,69 2,57 877 2,66 2,57 878 2,70 2,47 879 2,74 2,73 880 2,73 2,61 881 2,71 2,70 882 2,79 2,74 883 2,65 2,64 884 2,71 2,69 885 2,74 2,67 886 2,64 2,61 887 2,72 2,40 888 2,66 2,30 889 2,78 2,69 890 2,70 2,68 891 2,76 2,48 892 2,70 2,66 893 2,71 2,69. Kp [%] 1,5 3,18 4,79 0,8 3,15 1,76 1,22 1,5 4,41 3,25 8,47 1,5 4,35 1,5 1,5 1,5 1,5 2,44 1,32 11,71 13,31 3,36 1,5 10,3 1,31 0,47. K. ρ. Pp. m. n. Vp. Vs. [mD] [Ωm] [Pp] [-] [-] [m/s] [m/s] 0,02 14 344 1,57 2,07 5019 2472 0,05 7 180 1,69 2,43 5096 2591 0,01 28 693 1,98 - 4813 2615 0,01 17 432 1,59 - 4893 2729 0,01 11 271 1,75 1,7 5054 2751 0,02 42 1060 1,54 3,22 4778 2772 0,28 10 242 1,47 3,01 5141 2497 0 3279 81977 1,74 2,31 5928 3009 0,06 14 356 1,73 3,75 4692 2260 0,01 14 352 1,77 - 5008 2705 0,01 7 167 1,92 3,38 4365 2454 0,01 449 11223 1,71 - 5549 3140 0,01 8 200 1,56 2,17 5172 2883 0,01 31 768 1,5 3,71 5293 2696 0,01 230 5751 - 2,16 6175 3071 0,01 34 845 1,65 2,3 5084 2670 0,01 124 3102 1,36 3,58 5309 2922 0,01 35 875 1,67 4,81 5131 2720 0,01 15 380 1,74 1,43 5071 3122 27,19 2 38 1,55 - 3688 1999 94,43 2 39 1,7 1,54 3533 2082 0,07 5 120 1,4 3,07 4446 2522 0,01 51 1274 1,55 1,86 5433 2768 0,1 5 130 1,88 5,38 3450 2090 0,03 7 167 1,27 1,6 4445 2494 0,01 12 297 1,46 1,34 5273 3105. Vp/Vs. K. [-] 2,03 1,97 1,84 1,79 1,84 1,72 2,06 1,97 2,08 1,85 1,78 1,77 1,79 1,96 2,01 1,90 1,82 1,89 1,62 1,84 1,70 1,76 1,96 1,65 1,78 1,70. [%] 1,32 1,05 0,32 0,14 1,39 0,64 0,14 0,16 3,08 0,52 2,27. Błąd Błąd Błąd Th U U Th K [%] [ppm] [%] [ppm] [%] 0,19 3,91 0,96 7,61 1,5 0,15 1,01 1,83 0,94 0,14 0,88 0,79 5,29 1,3 0,1 1,5 0,65 1,77 0,95 0,19 1,43 0,78 9,27 1,51 0,16 2,75 0,86 2,55 1,14 0,11 0,88 0,9 0,73 0,59 1,12 0,28 2,67 0,93 11,32 1,66 0,12 1,29 0,66 1,2 0,96 0,22 2,3 0,77 7,65 1,36. 23.

(28) 3. Badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych. 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43. 894 895 896 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142. 2,67 2,87 2,72 2,69 2,70 2,70 2,71 2,82 2,70 2,84 2,84 2,62 2,86 2,74 2,83 2,65 2,83. 2,60 2,82 2,70 2,39 2,70 2,70 2,70 2,81 2,68 2,83 2,82 2,56 2,85 2,73 2,82 2,35 2,81. 2,46 1,5 1,5 10,9 0,13 0,18 0,39 0,31 0,59 0,39 0,79 2,42 0,1 0,42 0,28 11,52 0,67. 0,01 0,01 0,01 0,42 0 0 0 0,01 0 0,04 0,01 0,13 0,09 0,05 0,01 1,07 0,05. 24 44 269 10 76 385 380 228 1082 180 129 31 86 180 17 84. 600 1094 6715 70 544 2750 2711 1693 7731 1286 921 220 615 1284 121 597. 1,82 1,2 1,74 1,61 1,14 1,47 1,53 1,53 1,81 1,33 1,62 1,33 1,33 1,51 2,23 1,41. 1,7 1,67 4,7 2,28 2,58 5,4 3,5 3,71 6,2 5,21 2,5 2,1 6,97 2,15 3,3. 5144 6834 5350 3283 5155 6259 5941 6616 6450 6611 6236 4258 6126 6091 3933 6169. 2647 3536 2598 1732 2664 3280 3050 3248 3390 3417 3335 2515 3185 3260 2083 3004. 1,94 1,93 2,06 1,895497 1,93506 1,908232 1,947869 2,036946 1,902655 1,934738 1,869865 1,693042 1,923391 1,868405 1,888142 2,053595. 0,24 1,32 0,45 2,74 0,36 0,61 0,52 0,35 0,2 0,28 4,94 0,22 2,12 0,41 0,32 0,3. 0,17 0,3 0,33 0,21 0,23 0,24 0,18 0,51 0,2 0,28 0,17 0,23 -. 1,72 2,3 3,33 3,01 1,49 1,58 1,73 1,26 1,41 1,09 2,04 1,3 1,23 1,12 1,48 1,58. 0,73 0,75 1,28 1,21 1,18 1,05 1,59 1,07 0,94 -. 1,14 9,15 7,81 9,56 1,71 2,2 3,28 1,69 1,39 2,47 2,9 2,69 6,6 1,33 3,71 1,4. 0,96 1,39 2,73 2,17 1,74 2,38 1,85 2,01 -. Tabela 3.1.1.2. Wyniki analizy ilościowej składu mineralnego skał metodą rentgenowskiej analizy fazowej. Oznaczenia: Q – kwarc, Sk – skalenie, C – kalcyt, D – dolomit, Ha – halit, Sy – sylwin, P – piryt, Hm – hematyt, A – anhydryt, An – ankeryt, Kl – kaolinit, M – miki i minerały z grupy illitu, Ch – chloryt, Sk-K – skalenie potasowe, Pl – plagioklazy, Σil – suma minerałów ilastych Lp.. Nr. Minerały. Minerały. Q. Sk. C. D. Ha. Sy. P. Hm. A. Kl. M. Ch Sk-K. próbki. główne. akcesoryczne. 1. 868. Q. Sk, C, D, Hm, Ch, M. 74. 21. 1. 1. -. -. -. 1. -. -. -. -. -. -. 2. 2. 869. Q. Sk, C, Ch, M. 92. 1. 1. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. 6. 3. 870. Q. Sk, C, D, P, Ha, Ch, M. 83. 6. 1. 3. 1. -. 1. -. -. -. -. -. -. -. 5. 4. 871. Q. D. 99. -. -. 1. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. 5. 872. Q. Sk, C, D, P, Ha, A, Ch, M. 46. 21. 10. 3. 1. -. 1. -. 1. -. -. -. -. -. 17. 6. 873. Q. Sk, C, D, Hm, Ha, Ch, M. 78. 7. 1. 1. 1. -. -. 1. -. -. -. -. -. 11. 7. 874. Q. Ch, M. 99. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. 1. [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%] [%]. -. [%]. Pl. Σil. [%] [%]. 24.

(29) 3. Badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych. 8. 875. Q. Sk, C, Ch, M. 16. 1. 68. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. 15. 9. 876. Q. Sk, C, D, P, Ch, M. 65. 18. 1. 1. -. -. 1. -. -. -. -. -. -. -. 15. 10. 877. Q. Sk, C, D, Ch, M. 94. 1. 1. 2. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. 2. 11. 878. Q. Sk, C, D, Hm, Ha, A, Ch, M, Kl. 79. 1. 1. 1. 1. -. -. 1. 1. -. -. -. -. -. 16. 12. 879. Q. Sk, C, D, Ch, M. 33. 2. 30. 2. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. 33. 13. 880. Q. Sk, C, D, Ha, Ch, M. 7. 4. 77. 1. 1. -. -. -. -. -. -. -. -. -. 10. 14. 881. Q. Sk, C, D, Ha, Ch, M. 50. 27. 1. 2. 1. -. -. -. -. -. -. -. -. -. 19. 15. 882. C. A, Q. 1. -. 71. -. -. -. -. -. 28. -. -. -. -. -. -. 16. 883. Q. Sk, C, Ch, M. 89. 2. 1. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. 8. 17. 884. C. Q. 2. -. 98. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. 18. 885. C. Q, Sk, D, P, Ch, M. 17. 9. 54. 8. -. -. 1. -. -. -. -. -. -. -. 11. 19. 886. Q. C, P, Ch, M. 97. -. 1. -. -. -. 1. -. -. -. -. -. -. -. 1. 20. 887. Q. A, Sk, C, P, Ch, M. 76. 1. 1. -. -. -. 1. -. 19. -. -. -. -. -. 2. 21. 888. Q. C, D, Hm, A, Ch, M. 93. -. 1. 2. -. -. -. 1. 2. -. -. -. -. -. 1. 22. 889. Q. Sk, C, D, Hm, Ha, A, Ch, M. 46. 7. 1. 1. 1. -. -. 2. 1. -. -. -. -. -. 41. 23. 890. Q. Sk, C, D, Hm, Ch, M. 85. 1. 11. 1. -. -. -. 1. -. -. -. -. -. -. 1. 24. 891. Q. Sk, D, Hm, A, Ch, M. 65. 13. -. 10. -. -. -. 1. 2. -. -. -. -. -. 9. 25. 892. Q. Sk, C, D, Hm, Ch, M. 84. 2. 8. 1. -. -. -. 1. -. -. -. -. -. -. 4. 26. 893. Q. Sk, C, D, A, Hm, Ha, Ch, M. 21. 12. 17. 5. 1. -. -. 1. 1. -. -. -. -. -. 42. 27. 894. Q. C, D, Ch, M. 90. -. 6. 1. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. 3. 28. 895. D. Q, C, A. 3. -. 1. 94. -. -. -. -. 2. -. -. -. -. -. -. 29. 896. Q, Sk. C, D, P, Ch, M. 31. 36. 7. 4. -. -. 1. -. -. -. -. -. -. -. 21. 30. 129. Q. M, Kl, Ch, Sy. 84,1. -. -. -. -. 1,3. -. -. -. 4,6. 4,7. 5,3. -. -. 14,6. 31. 130. Q. M, Ch, Sk, C, D, Hm. 50,4. -. 0,6. 0,2. -. -. -. 3,1. -. -. 27,5 7,8. 4,4. 6. 35,3. 32. 131. C. M, D, Q, Ha, P. 4,5. -. 85,6. 1. 0,9. -. 0,6. -. -. -. 7,4. -. -. -. 7,4. 33. 132. C. M, Ch, Q, D, Ha, P. 5,3. -. 72,8 2,4. 0,4. -. 1,5. -. -. -. 15,6. 2. -. -. 17,6. 34. 133. D. M, A, Q, C, P. 4,2. -. 8,6 74,5 0,7. -. 1,7. -. 0,9. -. 3,9. -. -. -. 3,9. 25.

(30) 3. Badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych. 35. 134. C. Q, D, An, P. 1,4. -. 95,4 1,8. 36. 135. D. M, A, Q, C, An, P. 1,5. -. 37. 136. D. M, Q, C. 2,2. 38. 137. Q. M, Ch, Kl, Sk, C, D. 39. 138. D. 40. 139. 41. -. 0,7. 1,2 88,1 0,7. -. 1,3. -. 1,4. 94. -. -. -. 24,8. -. 0,5. 1,4. -. -. M, A, Q, C, Ha, P. 1,3. -. 1,4 89,8 0,8. Q. M, Kl, Ch, Sk, D, P. 48. -. 140. D. M, Q, Sk, C, An, P. 1,1. -. 42. 141. Q. M, Kl, A, D. 86. -. 43. 142. D. M, Q, C, An. 0,7. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. -. 0,6. -. 5,4. -. -. -. 5,4. -. -. -. 2,4. -. -. -. 2,4. -. -. -. 0,9. 11. 2,9. 43,7. -. 0,7. -. 2,4. -. 3,6. -. -. -. 3,6. 2,2. -. 32,8. 13,2. -. -. 3,8. -. -. 0,4 65,8. -. -. 2,3. -. -. -. 25,4. -. 1,6. -. 25,4. -. -. -. -. 2,3. 6,5. 4,1. -. -. -. 10,6. -. -. -. -. -. -. 3,1. -. -. -. 3,1. -. -. 1,3 75,1. 0,2 31,5 1,1. 14,8 14,8. 26.

(31) 3. Badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych. 3.1.2. Interpretacja wyników standardowych badań laboratoryjnych. Interpretacja wyników standardowych badań laboratoryjnych pozwoliła odpowiedzieć na pytania dotyczące własności fizycznych analizowanych skał. Skały osadowe wieku prekambryjskiego i paleozoicznego, twarde i zbite charakteryzowały się niskimi wartościami porowatości i przepuszczalności (tab. 3.1.1.1 i 3.1.1.2). W przypadku grupy piaskowców i grupy mułowców nie zidentyfikowano znaczącej różnicy w analizowanych parametrach petrofizycznych, podobnie jak w przypadku grupy wapieni i grupy dolomitów, dlatego też w pracy skupiono się głównie na zmienności parametrów w obrębie grup skał klastycznych i węglanowych. Jedynie w charakterystyce statystycznej zawartości pierwiastków promieniotwórczych i wyników składu mineralnego metodą rentgenowskiej analizy fazowej zastosowano podział na grupę skał piaskowcowych, mułowcowych, wapieni i dolomitów. Grupa skał klastycznych charakteryzowała się średnimi wartościami gęstości i gęstości objętościowej wynoszącymi 2,69 i 2,59 g/cm3, przy zakresie 2,62-2,78 g/cm3 i 2,3-2,73 g/cm3 i odchyleniu standardowym (zmienności) równym odpowiednio 0,04 i 0,12 g/cm3. Własności elektryczne, reprezentowane przez średnie wartości oporności właściwej, parametru porowatości i współczynników zwięzłości i zwilżalności, wynosiły odpowiednio 44,5 Ωm, 1024, 1,64 i 2,6, przy zakresie 1-448 Ωm, 38-11223, 1,14-2,23 i 1,34-5,38 oraz odchyleniu standardowym równym odpowiednio 95 Ωm, 2394, 0,23 i 1,08. Prędkości fali P i S przyjmowały średnie wartości 4712 i 2547 m/s, przy rozpiętości 3283-5548 i 1732-3139 m/s i zmienności 643 i 338 m/s. Grupa skał węglanowych przyjmowała zdecydowanie większe wartości gęstości i gęstości objętościowej, niż grupa skał klastycznych – 2,78 i 2,75 g/cm3, przy zakresach 2,7-2,87 i 2,61-285 g/cm3 oraz zmienności 0,06 i 0,07 g/cm3. Średnia oporność właściwa wynosiła 430 Ωm (zakres: 8-3279 Ωm i odchylenie standardowe: 830 Ωm), natomiast parametr porowatości – 7505 (zakres: 199-81977 i odchylenie standardowe: 20705 Ωm). Średnie współczynniki zwięzłości i zwilżalności przyjmowały wartości 1,52 i 3,82, przy zakresie 1,20-1,81 i 1,34-6,97 i zmienności odpowiednio 0,17 i 1,65. Prędkości fali P i S w przypadku grupy skał węglanowych były zdecydowanie wyższe i wynosiły średnio 6169 i 3185 m/s, przy rozpiętości 5130-6834 i 2720-3535 m/s i odchyleniu standardowym 514 i 226 m/s. Średnie wartości gęstości i gęstości objętościowej były podobne do siebie w obu grupach (skałach klastycznych i węglanowych). Taki wynik wskazuje na niewielki udział. 27.

(32) 3. Badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych. przestrzeni porowej w objętości skał. Parametry elektryczne wskazywały na występowanie mało skomplikowanej struktury przestrzeni porowej, przyjmując względnie wysokie wartości uzyskanych z analizy parametrów. Jedynie dla niektórych próbek, np. 887, 888 i 129 uzyskano niskie wartości parametrów elektrycznych. Wysokie prędkości fali P i S sygnalizują, że analizowane skały charakteryzują się dobrymi własnościami sprężystymi. Wynik ten jednak nie został zaakceptowany bez dyskusji, gdyż makroskopowo stwierdzono zwietrzenie pobranego materiału skalnego. Współczynnik zwięzłości, przyjmujący niskie wartości w przypadku analizowanych skał, odzwierciedlał stan skały zwietrzałej. Współczynnik porowatości całkowitej i przepuszczalność absolutna w grupie skał klastycznych przyjmowały średnie wartości 3,92% i 4,43 mD, przy zakresach 013-13,31% i 0-94,43 mD i zmienności 4% i 18,37 mD. Dwie karbońskie próbki: 887 i 888 odznaczały się względnie wysokim współczynnikiem porowatości i przepuszczalnością, wynoszącymi odpowiednio 11,71 i 13,31% oraz 27,19 i 94,43 mD. Próbki te wyróżniały się spośród analizowanych skał lepszymi własnościami zbiornikowymi. Dla reszty próbek z grupy skał klastycznych średnie wartości porowatości i przepuszczalności były równe 3,25% i 0,09 mD, przy zakresach 0,13-11,52% i 0-1,07 mD i zmienności 3,3% i 0,2 mD. 90% analizowanych skał miał współczynnik porowatości poniżej 10,3% i przepuszczalności poniżej 0,2 mD. W grupie skał węglanowych średnie wartości współczynnika porowatości i przepuszczalności wynosiły 1,1% i 0,02 mD, przy rozpiętościach 0,1-4,35% i 0-0,09 mD i zmienności 1,12% i 0,02 mD. Poniżej 2,4% i 0,05 mD znajduje się 90% wartości współczynnika porowatości i przepuszczalności. Grupa skał węglanowych wykazywała małą zmienność tych dwóch parametrów. W. pomiarach. parametrów. petrofizycznych. skał. niskoporowatych. i. niskoprzepuszczalnych zwrócono szczególną uwagę na poprawne określenie wartości współczynnika porowatości i przepuszczalności, gdyż nawet niewielkie wahania tych parametrów wyraźnie rzutują na ocenę ich potencjału zbiornikowego (Jarzyna et al., 2012). Analiza zawartości pierwiastków promieniotwórczych potasu (K), uranu (U) i toru (Th) została przeprowadzona przy zastosowaniu podziału na grupę piaskowców, mułowców, wapieni i dolomitów, gdyż mułowce charakteryzują się większą zawartością pierwiastków promieniotwórczych niż piaskowce. Średnie wartości zawartości potasu, uranu i toru dla piaskowców wynosiły 1,14%, 1,68 i 4,31 ppm, przyjmując wartości z zakresu odpowiednio 0,14-4,94%, 0,73-3,33 i 1,12-9,27 ppm i zmienności 1,5%, 0,78 i 3,45 ppm. Grupa skał mułowcowych charakteryzowała się wyższymi wartościami zawartości pierwiastków promieniotwórczych, gdyż średnie wartości wynoszą odpowiednio – 23%, 2,62 i 8,55 ppm, 28.

(33) 3. Badania laboratoryjne na próbkach z rdzeni wiertniczych. mieszcząc się w przedziałach 1,32-3,08%, 1,23-3,91 i 6,6-11,32 ppm i zmienności 0,67%, 098 i 188 ppm. Grupa wapieni i grupa dolomitów była reprezentowana przez zbliżone średnie wartości stężenia pierwiastków K, U i Th: 0,38%, 1,51 i 2,21 ppm (zakresy odpowiednio równe: 0,14-0,64%, 0,88-2,75 i 0,9-5,29 ppm) oraz 0,32%, 1,37 i 2,09 ppm (zakresy odpowiednio równe: 0,2-0,52%, 1,09-1,75 i 1,33-3,28 ppm). Zmienność zawartości K, U i Th w przypadku wapieni i dolomitów była niska i wynosi odpowiednio 0,18%, 0,63 i 1,47 ppm oraz 0,12%, 0,25 i 0,83 ppm. Wykres krzyżowy zawartości potasu do toru pozwolił na identyfikację minerałów ilastych (fig. 3.1.2.1). Większość próbek zawierałą minerały ilaste z grupy chlorytu, część: 892, 139, 893 – z grupy illitu, 873 – z grupy mik, 137 – z grupy skaleni potasowych, 129, 875, 138 i 877 – chlorytu/kaolinitu, natomiast próbki 872, 896, 872 i 889 – mieszane.. Fig. 3.1.2.1. Wykres krzyżowy tor vs. potas, okno programu Techlog (Schlumberger, 2011). Analiza jakościowa i ilościowa składu mineralnego skał metodą rentgenowskiej analizy fazowej stanowiła wyraźną pomoc w poprawnej klasyfikacji litologicznej badanych skał, gdyż dostępne makroskopowe opisy geologiczne zawierały szczątkowe informacje litologiczne. Jednym z ważniejszych parametrów, uwzględnianych w klasyfikacji była sumaryczna. procentowa. zawartość. minerałów. ilastych,. utożsamiona. z. zaileniem.. Analizowane piaskowce charakteryzowały się średnim zaileniem równym 7,95%, przy zakresie zmian 1-21% i odchyleniu standardowym 6,58%, natomiast mułowce – 33,5% (zakres: 17-42% i zmienność: 9%). W grupie skał piaskowcowych i mułowcowych zaobserwowano wyraźną zmienność zailenia. Grupa wapieni i grupa dolomitów charakteryzowała się średnimi wartościami zailenia równymi odpowiednio 12,2 i 7,3%, przy. 29.